空氣吹出法

一種生產溴的方法。1815-1826 年，法國的巴拉德和德國的凱爾勒維格先後提出空氣吹出法，1907 年德國的庫比爾斯基對該方法進行重大改進，現為最成熟、最普遍採用的提溴工藝，可從低濃度含溴滷水 ( 2~4 g/ L) 或海鹽生產過程中的滷水中提溴。其基本原理：溴離子被氯氣氧化為游離溴後，根據溴的氣、液相濃度之間的氣液平衡關係被空氣從滷水中吹出，再以吸收劑吸收，吸收後再通入氯氣氧化或加酸酸化使溴游離出來，最後在水蒸氣的氣提作用下脫離液相經過冷凝得到溴。

基本介紹

• 中文名：空氣吹出法
• 外文名：Air blow out method 
• 用途：生產溴
• 分類：酸液吸收法和鹼液吸收法

歷史

1815-1826 年，法國的巴拉德和德國的凱爾勒維格先後提出空氣吹出法，1907 年德國的庫比爾斯基對該方法進行重大改進，現為最成熟、最普遍採用的提溴工藝，可從低濃度含溴滷水 ( 2~4 g/ L) 或海鹽生產過程中的滷水中提溴。其基本原理：溴離子被氯氣氧化為游離溴後，根據溴的氣、液相濃度之間的氣液平衡關係被空氣從滷水中吹出，再以吸收劑吸收，吸收後再通入氯氣氧化或加酸酸化使溴游離出來，最後在水蒸氣的氣提作用下脫離液相經過冷凝得到溴。國際上廣泛採用的吸收劑是純鹼或燒鹼溶液，二氧化硫、鐵屑及低溫溴鹽溶液，按吸收劑不同可將空氣吹出法分為鹼液吸收法和酸液吸收法。

我國於20 世紀 70 年代初利用空氣吹出法對地下滷水進行提溴獲得成功後，80 年代後的新建溴廠基本都採用該法。

酸液吸收法

第 1 步：酸化，向生產原料濃海水 ( 其含溴範圍：Br^-60~400 mg/ L) 加入硫酸或鹽酸酸化，濃海水的 pH 控制在 215~415。

第 2 步：氧化，向酸化的濃海水通入氯氣，濃海水中的溴離子被氧化：2Br^-+ Cl₂=2Cl^-+Br₂，生成游離溴。

第 3 步：空氣吹出，氧化後的濃海水經管道送到吹出塔頂部，再用空氣鼓風機將游離溴吹出。

第 4 步：吸收，將含大量游離溴的空氣導入吸收塔，通入二氧化硫氣體，將空氣中的游離溴轉化為霧狀的氫溴酸：SO₂+ Br₂+ 2H₂O=2HBr+H₂SO₄，得到氫溴酸富集液。

第 5 步：蒸餾，把氫溴酸富集液導入蒸餾塔，從塔底通入氯氣，把氫溴酸氧化為游離溴：2HBr+Cl₂=2HCl+ Br₂，溴蒸氣從塔頂排出，經過冷凝、溴水分離，精製得到高品質的產品溴。

鹼液吸收法

1931 年，美國 Dow 化學公司採用空氣吹出鹼液吸收法從海水中提溴的中試成功，1934 年首先將其工業化，20 世紀 90 年代初全球用此法生產的溴占 90%。鹼法制溴工藝的生產過程類似於酸法制溴，只是吸收與蒸餾環節不同：吸收液用鹼液，與游離溴發生歧化反應生成溴化物和溴酸鹽。使用氫氧化鈉溶液作吸收液發生的基本反應為：

海水氧化：2Br^-+ Cl₂=2Cl^-+ Br₂

鹼液吸收：6NaOH + 3Br₂=5NaBr +NaBrO₃+ 3H₂O

蒸餾：5NaBr +NaBrO₃ + 3H₂SO₄=3Na₂SO₄+3Br₂

使用碳酸鈉溶液作吸收液發生的基本反應為：

海水氧化：2Br^-+ Cl₂=2Cl^-+ Br₂

鹼液吸收：3Br₂ + 3Na₂CO₃=5NaBr +NaBrO₃+ 3CO₂

蒸 餾：5NaBr +NaBrO₃ +3H₂SO₄=3Na₂SO₄+ 3Br₂

目前，我國 90% 以上溴生產採用空氣吹出酸液吸收法。該法設備台數少，與空氣吹出鹼液吸收法相比，吸收液含溴量高 30% ~ 40%，蒸氣消耗量低約 30% 左右，耗電量低 ( 低 35% ~ 40% ) ，節省化鹼、化酸工藝，氯氣和二氧化硫消耗少。在我國，江蘇、四川、浙江、天津多採用鹼法吸收工藝，山東較多採用酸法吸收工藝。空氣吹出法對原料含溴量適應性較強，易於自動化控制，但缺點在於需要龐大的設備和高能耗。

目前，我國溴深加工的能力已有明顯進步，但在技術上卻多是照套圖紙異地建設，而作為關鍵設備的填料塔及塔內件多是循著其他行業的步子根據別人的結論選用的。國內亦曾自行設計配套自動控制系統，未經正常運轉就被迫停止。目前全部是依靠經驗，人工操作閥門控制生產過程，使相當多的溴廠工藝條件波動範圍很大，原料消耗增加，總收率下降。所以，亟待進一步提高工藝水平。